Encadrement
- Co-Directeurs : Frédéric Lebon (AMU, LMA, France) et Giuseppe Vairo (DICII, Universitá di Roma “Tor Vergata”)
- Organisme rémunérant : Universitá di Roma “Tor Vergata” (2011-2014)
Jury
- Elio Sacco, Professore Università di Cassino e del Lazio Meridionale, Rapporteur
- Eric Jacquelin, Professeur Université Lyon 1 Claude Bernard, Rapporteur
- Frédéric Lebon, Professeur Université Aix-Marseille, Directeur de thèse
- Djimédo Kondo, Professeur Université Paris 6 Pierre et Marie Curie, Examinateur
- Giuseppe Vairo, Professore associato Università di Roma “Tor Vergata”, Co-directeur
- Raffaella Rizzoni, Ricercatrice Università di Ferrara, Examinatrice
- Serge Dumont, Professeur Université de Nimes, Invité
- Hélène Welemane, MCF (Maître de conférences) Ecole Nationale d’Ingénieurs de Tarbes, Invitée
Résumé
Le rôle crucial des interfaces solides dans les problèmes de structures dans de nombreux domaines de l’Ingénierie est désormais bien connue (Génie Civil, Génie Mécanique, Biomécanique, etc.) et c’est certainement un su- jet de grand intérêt scientifique. Aujourd’hui, la modélisation analytique et numérique des interfaces structurelles représentent un défi du fait des phénomènes physiques très complexes qu’il faut prendre en compte (tels que adhésion, contact non-conforme, microfissuration, frottement, contact unilatéral) autant que le besoin d’avoir des méthodes numériques qui soient capables de traiter à la fois la faible épaisseur des zones d’interface et les sauts dans les champs physiques concernés.
Cette thèse vise à développer un outil analytique cohérent et général qui soit capable de dépasser les limitations des stratégies existantes et concernant la modélisation des interfaces soft et hard caractérisées par une microfissuration évolutive. Une nouvelle approche, appelée Imperfect Interface Approach (IIA), est proposée. Elle couple de manière cohérente arguments de théorie asymptotique et techniques d’homogénéisation pour les milieux microfissurés dans le cadre de la Non-Interacting Approximation (NIA). Plus en détail, l’homogénéisation micromécanique est exploitée afin de trouver les propriétés élastiques effectives d’une interphase microfissurée entre des adhérents déformables. En outre, en employant un procédé de développement asymptotique, des lois d’interface sont déduites, pour le problème limite, i. e. pour une épaisseur de l’interphase qui tend vers zéro. Dans le cadre de l’élasticité linéaire, l’IIA est employée avec succès pour obtenir un ensemble de modèles d’interfaces imparfaites, répondant à la fois au cas d’une interphase en trois dimensions initialement isotrope et au cas d’une interphase en deux dimensions initialement orthotrope. En particulier, dans le cas en deux dimensions, des lois d’interface respectivement soft et hard basées, sont obtenues en fonction de l’approche d’homogénéisation adoptée (en contraintes ou en déformations). En généralisant la méthode de développement asymptotique à la théorie élastique des déformations finies, un modèle d’interface soft non-linéaire a été dérivé. Comme une nouvelle application, l’IIA est appliquée afin de formuler un modèle de contact non-conforme à raideurs equivalents, qui est comparé avec succès avec des prédictions théoriques et des données expérimentales disponibles. Enfin, des simulations numériques appliquées à la maçonnerie des modèles d’interface soft obtenus dans les deux cas linéaires et non-linéaires, ont été effectuées, montrant l’efficacité et la robustesse de la formulation proposée.
